RSA共模攻击

扩展的欧几里得算法

扩展的欧几里得算法不仅可以计算最大公约数d，而且还可以得到两个整数x，y 使得 ax+by = d = gcd(a, b)。有两个数a,b，对它们进行辗转相除法，可得它们的最大公约数。然后收集辗转相除法中产生的中间量，倒推可以得到ax+by=gcd(a,b)的一组整数解。这就是扩展的欧几里得算法。
辗转相除法产生的中间量为当前状态下a, b的余数,我们设存在x0，y0，x1，y1使得：

d = a*x0 + b*y0 
辗转相除法其中一步的a，b
d = b*x1 + (a % b)*y1
辗转相除法上一步的a = b，b = a % b

化简第二个式子有：

d  = b*x1 + (a - a//b * b) * y1 
   = b*x1 + a*y1 - a//b * b * y1
   = a*y1 + b * (x1 - a//b * y1)

在拿第一个式子来看

d = a*x0 + b*y0
d = a*y1 + b * (x1 - a//b * y1)

则当以下条件满足时

x0 = y1
y0 = (x1 - a//b * y1)

由此可以逆推回去可以得到一组x，y使得ax+by = d = gcd(a,b)
由于gcd(a, b)的结果为最后一步的a，所以x，y的初值为1，0。

def ext_euclid(a, b):     
    if b == 0:         
        return 1, 0, a     
    else:         
        x, y, q = ext_euclid(b, a % b) 
        x, y = y, (x - (a // b) * y)         
        return x, y, q

RSA共模攻击

生成秘钥的过程中使用了相同的模数n，此时用不同的秘钥e加密同一信息m即：

c1 = m^e1 % n
c2 = m^e2 %n

若两个秘钥e互素根据扩展的欧几里得算法则存在s1，s2有：

e1s1 + e2s2 = gcd(e1, e2) = 1

结合以上所有信息，可以得到一个结论：

   (c1^s1 * c2^s2) %n
=  (m^e1 % n)^s1 * (m^e2 %n)^s2 % n
=  m^(e1 * s1 + e2 * s2) % n
=  m%n
=  m

也就是在完全不知道私钥的情况下，得到了明文m

m =  (c1^s1 * c2^s2) %n